Windows Socket API 和 Linux Socket API 的区别

本文章主要介绍 Windows 下和 Linux 下的 Socket 编程区别，即 Windows Socket API 和 Linux Socket API 的区别。

头文件

Windows 环境下的 Socket 编程需要以下头文件:

<WinSock2.h>
<WS2tcpip.h>

Note

如果使用 MSVC 编译器，那么还需要使用预处理指令 #pragma comment(lib, "Ws2_32.lib") 来链接 Ws2_32.lib 库。

而 Linux 环境下的 Socket 编程可能会用到以下头文件:

<sys/socket.h>
<netinet/in.h>
<arpa/inet.h>
<unistd.h>
<fcntl.h>

#indef __linux__
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>

#elif defined(_WIN32)
#include <winsock2.h>
#include <WS2tcpip.h>

socket 套接字类型

Linux 环境下为 int
Windows 环境下为 SOCKET

函数返回值

Windows 环境下有专门定义操作成功的宏 NO_ERROR，Linux 环境下则没有。

close 和 closesocket

关闭一个套接字需要使用 close 或 closesocket，Linux 环境下需要使用 close 删除套接字描述符，Windows 环境下则使用 closesocket。

Linux 环境

close(fd);

返回值：

返回值	描述
`EBADF`	fd 不是有效的文件描述符。
`EINTR`	执行被信号中断。
`EIO`	先前未提交的 write(2) 遇到输入/输出错误。

Windows 环境

closesocket(fd);

返回值：

返回值	描述
`WSANOTINITIALIZED`	在使用此函数之前，必须成功调用 WSAStartup。
`WSAENETDOWN`	网络子系统发生故障。
`WSAENOTSOCK`	描述符不是套接字。
`WSAEINPROGRESS`	阻止 Windows 套接字 1.1 调用正在进行，或者服务提供商仍在处理回调函数。
`WSAEINTR`	(阻止) Windows 套接字 1.1 调用已通过 WSACancelBlockingCall 取消。
`WSAEWOULDBLOCK`	套接字标记为非阻止，但 linger 结构的 l_onoff 成员设置为非零，而 linger 结构的 l_linger 成员设置为非零超时值。

getsockopt 和 setsockopt

Linux 环境下的函数原型

int getsockopt(
    int sockfd, 
    int level,
    int optname,
    void optval[restrict *.optlen], 
    socklen_t *restrict optlen
);
int setsockopt(
    int socket, 
    int level, 
    int option_name, 
    const void *option_value, 
    socklen_t option_len
);

Windows 环境下的函数原型

int getsockopt(
    [in]      SOCKET s,
    [in]      int    level,
    [in]      int    optname,
    [out]     char   *optval,
    [in, out] int    *optlen
);
int setsockopt(
    [in] SOCKET     s,
    [in] int        level,
    [in] int        optname,
    [in] const char *optval,
    [in] int        optlen
);

二者区别在于 Windows 下的 optval 是 char * 类型，而 Linux 下的 optval 是 void * 类型。

所以建议使用 char * 类型，这样可以在 Windows 和 Linux 下都能正常使用。

fcntl 和 ioctlsocket

这两个函数都是用来设置套接字的属性，比如设置非阻塞模式等。

Linux 环境下的函数原型

int fcntl(int fd, int cmd, ... /* arg */ );

cmd 参数的取值：

F_DUPFD：复制文件描述符
F_GETFL：获取文件状态标志，返回值是文件状态标志的副本；
F_SETFL：设置文件状态标志，设置文件状态标志为 arg 参数的值；
F_GETFD：获取文件描述符标志，返回值是文件描述符标志的副本；
F_SETFD：设置文件描述符标志，设置文件描述符标志为 arg 参数的值；

[!NOTE] FL 和 FD 的区别

文件描述符标志（FD Flags）和文件状态标志（FL Flags）都是与文件描述符相关的属性，但它们的用途和含义有所不同。

文件描述符标志（FD Flags）：这些标志控制文件描述符的行为。目前，只有一个文件描述符标志，即 FD_CLOEXEC。

文件状态标志（FL Flags）：这些标志描述了文件的状态，例如文件是以读模式、写模式还是读写模式打开的，文件是否支持非阻塞操作，等等。

Windows 环境下的函数原型

int WSAAPI ioctlsocket(
  [in]      SOCKET s,
  [in]      long   cmd,
  [in, out] u_long *argp
);

cmd 参数的取值：

FIONBIO：设置非阻塞模式，如果设置为0，那么套接字是阻塞的，否则是非阻塞的；
FIONREAD：获取接收缓冲区中的字节数，如果是流式套接字（TCP），那么返回的是接收缓冲区中的字节数，如果是数据报套接字（UDP），那么返回的是下一个数据报的大小；
SIOCATMARK：确定是否已经读取了所有的Out-of-Band数据（带外数据），此命令只适用于设置了SO_OOBINLINE选项的流式套接字，如果没有OOB数据等待读取，那么返回TRUE，否则返回FALSE；

返回值：

错误代码	含义
`WSANOTINITIALIZED`	在使用此函数之前，必须成功调用 WSAStartup 。
`WSAENETDOWN`	网络子系统发生故障。
`WSAEINPROGRESS`	阻止 Windows 套接字 1.1 调用正在进行，或者服务提供商仍在处理回调函数。
`WSAENOTSOCK`	描述符 s 不是套接字。
`WSAEFAULT`	argp 参数不是用户地址空间的有效部分。